Die Korrektur von DNA-Fehlern öffnet die Tür zu neuen Medikamenten

Die Fähigkeit , DNA-Fehler zu korrigieren, ebnet den Weg für wirksamere Medikamente, empfindlichere Sensoren und innovative Materialien mit verbesserter Leistung: Möglich wird dies durch eine Methode, die in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht und von einem internationalen Forscherteam unter italienischer Leitung entwickelt wurde, zu dem auch die Universitäten Padua und Tor Vergata in Rom gehören. Die neue Technik ermöglicht die Korrektur von Bindungsfehlern zwischen DNA-Molekülen , die Krankheiten verursachen können, und erhöht die Erkennungsgenauigkeit von 67 % auf 86 %.

Fast alle chemischen Prozesse, sowohl in der Natur als auch im Labor, beruhen auf der selektiven Erkennung von Molekülen , d. h. der Fähigkeit, zwischen bestimmten Molekülen zu unterscheiden. Die Selektivität wird normalerweise durch komplementäre Formen und chemische Strukturen der beiden Moleküle gewährleistet , die sich verbinden müssen. Bei einigen biologischen Prozessen wie der DNA-Replikation reicht dies jedoch nicht aus . Aus diesem Grund gibt es in der Natur mehrere Enzyme, die genau darauf spezialisiert sind, potenzielle Fehler zu erkennen und zu korrigieren .

„Wir haben diese Strategie der Natur nachgebildet und können mit der neuen Technik Bindungsfehler zwischen kurzen DNA-Strängen korrigieren“, erklären Leonard Prins von der Universität Padua und Francesco Ricci von Tor Vergata, die die Forscher koordinierten. „ Mit diesem Verfahren erhöht sich die Selektivität bei der Erkennung zwischen DNA-Strängen deutlich von 67 % auf 86 % . Darüber hinaus benötigt dieses System keine komplexen Enzyme, da wir gezielt auf die DNA selbst einwirken können.“

Neben neuen Möglichkeiten für die Pharmakologie, Sensorik und Materialwissenschaft bietet die neue Technik auch eine neue Perspektive auf die Entstehung des Lebens: „Sie legt nahe“, sagen Prins und Ricci, „dass primitive Moleküle möglicherweise ähnliche Mechanismen verwendet haben, um genetische Informationen zuverlässig zu übertragen, bevor sich komplexe Enzyme entwickelten.“